2BHG-160型花生播种机关键部件设计与试验

Design and experiment of the key components of 2BHG-160 peanut planter

摘要

针对现有花生播种机难以适应南方黏壤土作业环境及播种品种单一等问题，设计一种普适性较高的旋耕高垄单粒播种机。基于花生播种农艺要求，对播种机的关键部件进行理论分析与设计；为优选出能适用多个花生品种的排种器，以南方主要种植的花生品种‘四粒红’和‘湘花’为试验对象，以排种盘型号和排种轴转速为试验因素，粒距合格指数和破损率为评价指标，利用JPS-12型排种性能试验台开展单因素台架试验；试制2BHG-160型花生播种机样机进行田间试验。台架试验结果表明，‘四粒红’和‘湘花’播种的最佳排种盘型号为大粒盘，最佳排种轴转速为10 r/min；田间试验结果表明，‘四粒红’和‘湘花’的粒距合格指数分别为94.04和93.22，破损率分别为0.14%和0.62%，整机播种深度合格率、垄高稳定度及上沟宽稳定度分别为84%、96.69%和95.47%。机具作业性能良好，可用于南方粘壤土环境花生播种作业。

Abstract

In response to the problems that current peanut seeders has difficult to adapt to the working environment of clay loam soil in Southern China and can only be used for a single variety， an universal rotary tillage high ridge single seed seeder was designed in this study. Based on the agronomic requirements of peanut seeding， theoretical analysis and design were conducted on the key components of the seeder. In order to select a seed metering device that could be suitable for multiple peanut varieties， the main peanut varieties ‘Silihong’ and ‘Xianghua’ planted in Southern China were used as experimental objects. The type of seed metering disc and the speed of the seed metering shaft were taken as experimental factors， and the seed spacing qualification index and the damage rate were taken as evaluation indicators. Single factor bench tests were conducted based on the JPS-12 type seed metering performance test bench， and 2BHG-160 rotary tillage high ridge single seed seeder prototype was trail produced and field experiments were conducted. The results of the bench test showed that the optimal type of seed tray for sowing ‘Silihong’ and ‘Xianghua’ was the large seed tray， and the optimal seed axis speed was 10 r/min. The field test results showed that the qualified index of grain spacing between ‘Silihong’ and ‘Xianghua’ were 94.04 and 93.22， and the damage rates were 0.14%、0.62%， respectively. The qualified rate of the seeding depth of the whole machine， the ridge stability coefficient， and furrow stability coefficient were 84%， 96.69%， and 95.47%， respectively. In conclusion， the machine designed in this study has good performance and can be used for peanut sowing in the southern clay loam environment.

Graphical abstract

关键词

花生 / 播种机 / 开沟器 / 排种器

Key words

peanut / planter / furrow opener / seed-metering device

花生是我国四大油料作物之一，其种植面积仅次于油菜，但总产量位居全国油料作物之首^［1-2］。我国南方花生种植模式差异较大，播种机械化水平较低，且由于南方田块中秸秆和杂草含量大、土壤含水率高，易造成播种不均匀、种沟深度不一致、开沟器壅土等问题^［3-6］；同时，不同花生品种的外形尺寸差异较大，给排种器排种带来困难，导致花生播种机的通用性不高，限制了南方花生种植机械的发展^［7-8］。

花生播种机已经成为花生规模化生产中不可或缺的机具，特别是具有起垄、播种、覆土、施肥等功能的联合作业机具得到了广泛的应用^［9-10］；针对花生播种时漏播重播的问题也进行了相关研究，设计了播种检测补偿系统及相关机具^［11-12］。吕小莲等^［13］设计的2BQHM-2型花生覆膜穴播机采用气吸式排种，成穴装置可完成破膜、打穴、投种等过程，同时覆土装置完成膜边覆土作业；德易播机械发展有限公司生产的人力型点播机，结构简单，适宜小面积播种，株距和播深可按需调节，更换排种盘可完成不同作物的播种作业^［14］；顾峰玮等^［15］设计的麦茬全秸秆覆盖地花生播种机，能同时完成碎秸秆清洁、苗床整理、施肥播种等多项工序，可减少机具使用次数，降低生产成本。目前花生播种机联合作业趋势日益显著，机具大多可一次性完成开沟起垄、播种施肥、覆土等多项作业，但大多机具结构较为复杂，对不同类型种子的播种适应性较差，且难以适应南方土壤黏重板结的花生种植田块。

本研究拟采用理论分析与物理试验相结合的方法，基于南方花生种植田块的播种农艺要求，设计一种旋耕高垄单粒花生播种机，以期解决现有花生播种机适应性与通用性差的问题，为花生播种机的设计与优化提供技术支持与理论参考。

1　设计要求与整机结构

1.1　垄作花生种植农艺要求

垄作花生种植要求垄高为150 mm，垄沟宽度300 mm，垄沟沟底宽度150 mm，垄面宽度500 mm，其上种植2行花生，单粒播种粒距150 mm，粒距合格指数≥75，粒距变异系数≤35%；行距为300 mm，行距一致性合格率≥90%；播种深度为30~50 mm，播种深度合格率≥75%；种子破损率≤1.5%^［16-17］。

1.2　整机结构

2BHG-160型花生旋耕高垄单粒播种机主要由旋耕机、播种装置机架、勺轮式排种器、导种管、侧边开沟器、中间开沟器、直流电机、排种轴、种沟开沟装置等组成，整机结构见图1。

整机挂接在拖拉机的三点悬挂系统上，勺轮式排种器通过播种装置机架固定在旋耕机斜后上方，2个种沟开沟装置对称安装在旋耕机后部，且位于侧边开沟器和中间开沟器的中间位置。整机向前运动的同时，旋耕机、侧边开沟器及中间开沟器可实现起高垄，种沟开沟装置中的种沟开沟器在高垄厢面上完成开种沟作业，同时勺轮式排种器在直流电机（直流电机的转速可由控制器控制）、排种轴及传动链的驱动下完成单粒精量播种，再通过种沟开沟装置上的覆土盖板对种沟进行覆土镇压作业，从而实现整机的旋耕起垄、播种、覆土等联合作业。

2　关键部件设计

垄作花生的种植农艺要求分别规定了垄高、垄面宽度、粒距、行距等参数，因此在花生垄作播种机的设计中将以上述参数为依据。为一次性实现起垄成厢、播种覆土等功能，整机主要由垄沟开沟器、播种系统和种沟开沟装置3部分组成。

2.1　垄沟开沟器设计

中间垄沟开沟器主要由挂接板、犁柱、上导土板、导土曲面、下翼板、底板、后封口板、上翼板和上封口板焊接而成（图2），通过抱箍和螺母安装在旋耕机机架后梁上，侧边开沟器通过机架焊接在旋耕机侧梁上，主要由前部的小前犁、机架和后部的开沟器3部分组成，由于受到下侧板内侧旋耕刀辊的影响，其布局及结构与中间开沟器的结构基本一致，为了使开沟器具有挤压土壤的作用，开沟器整体呈前窄后宽，下窄上宽的结构。工作时垄沟开沟器挂接在牵引机具后部机架上随机具一同向前运动，土壤受到开沟器的作用后沿导土曲面向侧上方运动，到达一定高度后在惯性和重力的作用下脱离导土曲面在厢面的垄沟边缘处堆积成土脊，随着开沟器继续前进，垄沟沟壁及厢面沿垄沟边沿处的土脊在下翼板的作用下挤压至稳定状态，从而开沟作业完成。所开垄沟横断面的尺寸参数与中间开沟器的保持一致。中间垄沟开沟器与侧边垄沟开沟器间的距离，即为垄面宽度。

2.1.1　导曲线设计

导土曲面上的导曲线是控制水平直元线位置的指导线，参照本课题组前期对双翼铧式垄沟开沟器中导曲线的研究结果可知^［18］，导曲线由起始直线段S和抛物线段组成（图3（a）），导土曲面作业性能的好坏由导曲线的结构参数决定，其结构参数包括起始直线长度S、起土角ε、导曲线开度L、导曲线高度H和抛物线两端点切线夹角ω。

根据《农业机械设计手册》^［19］中的推荐值，结合垄作花生的种植农艺要求可知：

1）垄沟开沟器的开沟深度属于浅沟，故此处取起始直线长度S=30 mm；

2）起土角ε的一般取值为25°~35°，ε较大开沟器导土曲面下部平面部分碎土能力增强，土壤沿S段上升较快，为尽快清除垄沟土壤，即土壤沿导土曲面快速上窜，故取ε=35°；

3）导曲线高度一定，当导曲线开度L较大时，导土曲面相对平缓，导土性能较好，参照铧式犁导曲线开度的取值范围，确定导曲线开度的取值范围为L=200~230 mm；

4）导曲线高度H的设计条件是土壤沿导土曲面翻转或运动时不越过导土曲面的顶边线，导土曲面的作用是将土壤清理出垄沟，沟底土壤上升至土壤表面后向垄沟两侧翻转（图3（b）），垄沟开沟器刚开始工作时，土壤位于导土曲面前部ijkl处，开沟器向前运动，土壤沿导土曲面上窜至i₁ib₁l₁处并在导土曲面的作用下向右侧翻转至i₂j₂b₁l₂处时土壤达到最高点，此时由几何关系可以计算出导曲线高度H^［18］，表达式为：

H=\sqrt[]{{\left(\frac{b}{\mathrm{2}}\right)}^{\mathrm{2}}+h^{\mathrm{2}}}+h+∆H（1）

式中：b为上沟宽，本研究取b=300 mm；h为沟深，本研究取h=150 mm；∆H为加权值，本研究取∆H=30 mm；通过计算可得H=390 mm。

5）当起土角ε确定时，抛物线两端点切线夹角ω影响导曲线的陡峭程度，ω值越大导土性能越好，越小翻土性能越好。由几何关系可得：ω=\mathrm{90}°+\epsilon -∆\epsilon，其中∆\epsilon为导曲线上端点切线与铅垂线之间的夹角，一般取∆\epsilon =\mathrm{0}°~\mathrm{10}°，为提升导土性能，可使ω取最大值，故取∆\epsilon =\mathrm{0}°，得\omega =\mathrm{125}°^［19］。

当导曲线参数S、ε、L、H、ω和∆\epsilon确定后可通过抛物线型导曲线方程的一般式得到导曲线方程式：

x^{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{2}\left(m\mathrm{t}\mathrm{g}∆\epsilon +n\right)}{{\left(m-n\mathrm{t}\mathrm{g}\epsilon \right)}^{\mathrm{2}}}xz+\frac{{\left(m\mathrm{t}\mathrm{g}∆\epsilon +n\right)}^{\mathrm{2}}}{{(m-n\mathrm{t}\mathrm{g}\epsilon )}^{\mathrm{2}}}{z}^{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{4}m{n}^{\mathrm{2}}\mathrm{t}\mathrm{g}\epsilon }{{(m-n\mathrm{t}\mathrm{g}\epsilon )}^{\mathrm{2}}}x-\frac{\mathrm{4}m{n}^{\mathrm{2}}}{{\left(m-n\mathrm{t}\mathrm{g}\epsilon \right)}^{\mathrm{2}}}z=\mathrm{0}

式中:m=H_{\mathrm{1}}-L_{\mathrm{1}}\mathrm{t}\mathrm{g}\epsilon；n=H_{\mathrm{1}}\mathrm{t}\mathrm{g}∆\epsilon +L_{\mathrm{1}}，其中H_{\mathrm{1}}和L_{\mathrm{1}}分别为导曲线抛物线部分的高度和开度，表达式分别为：

H_{\mathrm{1}}=H_{\mathrm{2}}-S\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\epsilon（2）

L_{\mathrm{1}}=L-S\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\epsilon（3）

2.1.2　起始元线角及元线角变化规律

参考双翼铧式垄沟开沟器中相关参数的取值^［18］，取{\theta }_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}=\mathrm{40}°。\mathrm{元线}\mathrm{角}\theta沿高度方向成线性变化，表达式为：

\theta ={\theta }_{\mathrm{0}}-kx（4）

式中：x为任一水平直元线与第一条水平直元线间的垂直距离，mm； k为角度比值系数，k=\frac{{\theta }_{\mathrm{0}}-{\theta }_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}}{∆h},\theta_min为起始元线角的最小值，（°），∆h为导曲线抛物线部分的高度，∆h=H-H_{\mathrm{1}}。当起土角ε、起始元线角{\theta }_{\mathrm{0}}确定时可计算出{\theta }_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}至{\theta }_{\mathrm{0}}间的元线角。

2.1.3　下翼板结构参数及底板张角

基于垄作花生种植农艺要求与垄沟截面尺寸简图（图4（a）），可得到下翼板宽度c和下翼板倾角\delta的表达式为：

c=\sqrt[]{\frac{{(b-a)}^{\mathrm{2}}}{\mathrm{4}}+h^{\mathrm{2}}}（5）

\delta =\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\frac{h}{c}（6）

式中：a为上沟宽，mm。计算得c=167.7 mm，\delta=63.5°。

底板宽度理论上与农艺要求中的沟底宽一致（图4（b）），设置底板长度d为一定值，由几何关系可知底板张角最大值{\beta }_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}的表达式为：

{\beta }_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}=\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{c}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{n}\frac{\mathrm{0.5}a}{d}（7）

计算得{\beta }_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}=5.1°。

2.2　种沟开沟装置设计

种沟开沟装置由预紧弹簧、平土托板、导种管连接管、盖板弹簧、盖板连杆、覆土盖板、种沟开沟器等组成（图5）。其中，种沟开沟器与盖板连杆均焊接在平土托板上，为便于落种，种沟开沟器的后半部分设有开口，导种管连接管的上端焊接在平土托板上、下端焊接在种沟开沟器后半部分开口处，盖板弹簧的两端分别安装在平土托板与覆土盖板上且一致处于拉伸状态，覆土盖板铰接在盖板连杆上；工作时，种沟开沟器在厢面上开出种沟，同时，种子经导种管连接口落入种沟中，覆土盖板在盖板弹簧的作用下始终保持与厢面土壤接触并完成覆土镇压作业。种沟开沟装置关键部件种沟开沟器的结构参数参照本课题组已有研究^［20］，工作参数主要包括双翼板夹角、入土角及开沟深度，其中，双翼板夹角设计为98°，入土角设计为144°，开沟深度设计为40 mm。

3　排种器选型台架试验研究

勺轮式排种器主要由排种轴、壳体、隔板、导种轮、法兰、勺轮式排种盘 、壳罩、进种口等组成（图6），其中导种轮由18个导种槽连接组成，排种盘由种勺和排种盘架组成。排种盘型号有大粒盘、中粒盘、小粒盘3种（简称大盘、中盘和小盘）。

3.1　试验材料及装置

试验材料为‘四粒红’和‘湘花’花生种子，种子呈饱满的“椭球”型，2种花生种子各随机选取100粒，测定其物理力学特性参数见表1。试验装置为JPS-12型排种器性能检测试验台（简称试验台）、勺轮式排种器及待更换的勺轮式排种盘（尺寸不同分为大盘、中盘、小盘3种），DT-2235AS手持式转速表和直尺等。

3.2　评价指标

根据花生播种作业要求，参照GB/T 6973—2005《单粒（精密）播种机试验方法》^［21］，以粒距合格指数和破损率为排种器排种性能评价指标，粒距合格指数应≥75，破损率应≤1.5%。相邻种子之间的距离称为粒距，实际粒距在0.5~1.5倍理论粒距之间为合格粒距，种子的胚芽受损或超过10%的表皮面积受损则定义为破损种子，粒距合格指数A和破碎率B的表达式为^［21］：

A=\frac{n_{\mathrm{1}}}{N}\times \mathrm{100}(8)

B=\frac{n_{\mathrm{2}}}{N}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}(9)

式中：n₁为选取样本中粒距合格的样本个数；n₂为选取样本中破损种子数；N为样本总数。

3.3　试验方法

试验在湖南农业大学排种性能试验室进行，将排种器固定在试验台上，种床带相对于排种器反向运动，种子从排种口落至油层种床带上。测试指标为粒距合格指数和破碎率，试验前调节相关工作参数：排种器的排种口距种床带高度为400 mm，勺轮排种盘与隔板间隙为2 mm，摆臂位置在第3格，种子箱满箱，以排种盘型号、排种轴转速为试验因素进行单因素台架试验。试验时先启动试验台，待排种轴转速稳定并且种床带布满种子后，在种床带上随机取一段连续的50粒种子，用直尺测量相邻两粒种子之间的距离d，若0.5D≤d≤1.5D（D为理论粒距，取150 mm），即75 mm≤d≤225 mm，则计为1个合格粒距，保持种床带和排种器工作条件不变情况下，重复上述步骤，进行5次为一组的试验，统计一组250个粒距的试验数据，每组试验重复3次。统计处理每组试验数据作为试验结果。试验后，根据式（8）和式（9）计算得出每组的粒距合格指数和破碎率并取平均值。

3.4　单因素试验结果

3.4.1　排种盘型号对排种性能的影响

对于不同的排种盘型号，为保证实际粒距能达到0.5~1.5倍理论粒距（150 mm），结合拖拉机二挡常规行驶速度为0.68 m/s，设置排种轴转速为15 r/min，以‘四粒红’和‘湘花’花生种子为试验材料，选取排种盘型号分别为大盘、中盘、小盘进行单因素排种性能试验，试验结果见表2。

排种盘型号对不同品种花生排种性能均存在影响，根据JB/T1029—2013《单粒（精密）播种机技术条件》^［22］，粒距合格指数≥75，破损率≤1.5%。小盘播种‘四粒红’和‘湘花’时，虽然破碎率均小于1.5%，但粒距合格指数分别为65.00、62.90，均低于75，不符合国家标准，粒距合格指数在‘四粒红’、中盘处取得最优为91.00，破损率在‘四粒红’、大盘处取得最优为0.09%。播种‘四粒红’时，粒距合格指数、破碎率较优项分别为中盘、大盘，播种‘湘花’时，粒距合格指数、破碎率最优项分别为大盘、中盘。因此，保留大盘、中盘继续进行分析。

从上述结果可知，排种盘型号在2个评价指标上不能同时取得最佳项，因此需对2个指标赋予权重，通过计算选取各项最优指标。在花生单粒精量播种作业中，应尽量减少破碎率，允许少量的粒距不合格现象发生，因此破碎率的权重应大于合格率，根据JB/T1029—2013《单粒（精密）播种机技术条件》^［22］及实际生产经验，粒距合格指数和破碎率的权重系数比例为4∶6，权重影响指数W_{ij}的表达式为：

W_{ij}=\mathrm{0.4}{A}_{ij}+\mathrm{0.6}\left(\mathrm{100}-\mathrm{100}{B}_{ij}\right)（10）

式中：A_{ij}为i\mathrm{、}j条件下的粒距合格指数；B_{ij}为i\mathrm{、}j条件下的破损率，%；i为排种盘型号；j为排种轴转速； 排种盘型号为大盘和中盘，排种轴转速取15 r/min。

‘四粒红’与‘湘花’的权重影响指数计算结果见表3。可知，播种‘四粒红’和‘湘花’的最优排种盘型号为大盘，此时权重指数分别为96.01和92.22。综上，选取大盘对2种花生继续进行排种性能试验分析。

3.4.2　排种轴转速对排种性能的影响

为保证实际粒距能达到0.5~1.5倍理论粒距，同时考虑整机前进速度低于0.44 m/s时播种机的作业效率过低，因此，种床带速度分别为：0.44、0.68、0.90、1.17和1.35 m/s，对应排种轴转速分别为10、15、20、25和30 r/min，以‘四粒红’和‘湘花’花生种子为试验材料，选取排种盘型号为大盘，进行排种性能的单因素试验，试验结果见表4。

播种‘四粒红’种子时，随着排种轴转速的增加，粒距合格指数呈现先减小后增加再减小的趋势，当转速达到20 r/min时花生粒距合格指数最高为94.13，在10~25 r/min转速范围内粒距合格指数均大于75，符合国家标准。破碎率亦呈现减小后增加再减小趋势，当转速为30 r/min时，破碎率为0.08%，且在10~30 r/min转速范围内，破碎率均满足≤1.5%的国家标准要求。播种 ‘湘花’种子时，随着排种轴转速的增加，粒距合格指数呈现递减趋势，当转速为10 r/min时，花生粒距合格指数为96.54，在10~20 r/min转速范围内粒距合格指数均符合国家标准。破碎率则呈现先减小后增大再减小的趋势，当转速为15 r/min时，破碎率为0.14%， ‘湘花’花生种子在10~30 r/min转速范围内，破碎率均≤1.5%。

由上述分析可知，排种轴转速在2个评价指标上不能同时取得最佳项，因此，同样采取式（10）计算权重影响指数，其中排种盘型号为大盘，排种轴转速分别取10、15、20、25和30 r/min。权重影响指数计算结果见表5，播种‘四粒红’和‘湘花’的最优排种轴转速为10 r/min，此时权重指数分别为97.54和98.21。

4　田间播种试验研究

4.1　试验目的

为验证播种机是否满足花生播种的农艺要求，按照上述理论设计及试验选型得到的关键部件相关参数试制2BHG-160型花生旋耕高垄单粒播种机样机，并开展田间验证试验。试验主要检测播种机的粒距合格指数、破碎率、种沟深度、垄高稳定度、上沟宽稳定度等性能指标。

4.2　试验条件及仪器设备

于2023年4月在湖南农业大学油茶基地进行花生播种试验。试验田呈长方形，长50 m，宽30 m，试验地土壤为黏壤土。播种前测量0~20 cm深度处土壤含水率均值为13.81%，土壤密度均值2.57 g/cm³。

试验材料为‘四粒红’和‘湘花’花生种子，种子物理力学特性与台架试验所用种子相同。设备与仪器包括：2BHG-160型花生旋耕高垄单粒播种机、东方红轮式拖拉机（51.5 kW）；水平尺、角尺（精度1 mm）、卷尺（量程5 m、精度1 mm）、皮尺（量程50 m），秒表，铁锹，MP200B型电子天平（称量范围0~200 g，精度0.01 g），MA35含水率测试仪等。

4.3　试验方法及结果

4.3.1　粒距合格指数和破损率

试验时，调整排种轴转速为10 r/min，选择对应的整机前进速度为0.44 m/s。播种完成后，在已播垄面上随机选取5行，每行随机选取1个小区，连续测量250粒，粒距和种子破损率的测算方法与“3.2 评价指标”中的方法一致， 2种花生的粒距合格指数和破损率田间试验结果见表6。

4.3.2　播种深度测定

播种深度是种子落入种沟内后，种沟沟底距离垄面最高处的距离。播种深度合格率\alpha是指试验时种子与垄面最高处的实际距离与播种深度的误差在0~4 mm内的点n₁占总测定点n₀的百分比：

\alpha =\frac{n_{\mathrm{1}}}{n_{\mathrm{0}}}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}（10）

本试验选取2行测试行，在已播种的垄面上相隔20 cm取5个测区，记为Ⅰ、Ⅱ、…、Ⅴ，测区均为2 000 mm×500 mm的长方形区域，在每个测区内随机取10个测点，各测区播种深度的平均值分别为39.1、40.1、40.4、39.9、40.2 mm，各测区播种深度合格率分别为80%、90%、90%、80%、80%。

4.3.3　垄体及垄沟尺寸测定

机具作业后，随机选取3行垄体和垄沟，测量每个开沟起垄试验行程，在每行垄体相隔等距离选取5个长度为1 m的测区，每个测区等距取5个测点。开沟起垄作业质量参考NY/T740—2003《田间开沟机械作业质量》^［23］进行评定，标准中规定了田间开沟机械的作业质量、评价指标和检测方法^［23-24］。

用水平尺与卷尺测得垄面宽度、垄高、垄沟上沟宽，根据数据分别计算各参数的尺寸平均值、标准差和变异系数。采用垄高稳定度、上沟宽稳定度^［25］评价垄体效果。垄高稳定度Y的表达式为：

Y=（1-R）×100%（11）

式中：R为垄高变异系数，R=T/h_平，%，T为垄高标准差，cm，h_平为垄高平均值，cm。上沟宽稳定度参照垄高稳定度计算方法可得。测算得到各项指标见表7，由式（11）计算可得垄高稳定度和上沟宽稳定度分别为96.69%和95.47%。

4.3.4　试验结果分析

2BHG-160型花生旋耕高垄单粒播种机播种性能指标田间试验结果及技术标准值见表8。田间性能试验各项指标均符合技术标准^［21］表明整机设计合理且能满足花生播种的农艺要求，工作性能较为稳定。台架与田间试验所得‘四粒红’和‘湘花’粒距合格指数误差分别为0.22%和3.43%（表4和表6），破损率误差分别为7.69%和8.82%（表4和表6），验证了台架试验结果的准确性。

5　结论

本研究针对现有花生播种机难以适应南方黏壤土作业环境及播种品种单一的问题，基于南方垄作花生播种的农艺要求，设计了一种旋耕高垄单粒播种机。通过单因素台架试验确定了排种盘型号及排种轴转速，并进行了排种性能田间试验研究，主要结论如下：

1）室内台架试验结果表明：播种‘四粒红’和‘湘花’的最佳排种盘型号为大粒盘，最佳排种轴转速为10 r/min。利用台架试验结果试制播种机样机并进行田间试验，结果表明：‘四粒红’和‘湘花’的粒距合格指数分别为94.04和93.22，破损率分别为0.14%和0.62%，整机播种深度合格率、垄高稳定度及上沟宽稳定度分别为84%、96.69%和95.47%，所有性能指标均满足花生播种的技术标准和农艺要求。

2）前期试验发现，土壤含水率对起垄成厢、开种沟等作业过程均有较大的影响，含水率较低时厢沟与种沟内的回土均较多，导致厢面宽度、种沟深度等难以满足农艺要求。针对不同土壤含水率条件下的开沟起垄问题有待进行下一步研究。

参考文献

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基金资助

丘陵农机重大项目(NK202216040503)